Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 ом поместили в сосуд, содержащий 0,5 л воды при 20 °с, и включили в сеть напряжением 220 в. через 20 мин спираль выключили. какое количество воды выкипело, если кпд спирали 80%?
Пусть t - время, за которое закипит вода. За это время кипятильник выделит количество теплоты Q1=U²*t/R, где U=220 В - напряжение сети, R=160 Ом - сопротивление спирали кипятильника. Вода же за это время получит количество теплоты Q2=Q1*η, где η=0,8 - КПД кипятильника. Но так как вода кипит при температуре 100°С, то Q2=c*m*(100°C-20°C), где c=4200 Дж/(кг*К) - удельная теплоёмкость воды, m=0,5 кг - масса воды. Отсюда следует уравнение 0,8*U²*t/R=c*m*80, решая которое, находим t=c*m*80*R/(0,8*U²)≈694 с. ответ: ≈694 с.
сила тока I = U / R полезная работа n*A = Q1 + Q2 где n - кпд (0,8 по условию задачи) полная работа А = U*I*t U = 220 V, I = 220 / 160 = 1.375 a, t = 20 мин = 1200 сек Q1 - кол-во теплоты, затраченное на нагревание воды до кипения (равно произведению массы воды на её теплоёмкость и на разность температур; масса воды равна произведению плотности на объём. 0,5 л воды имеет массу 0,5 кг; уд.теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг*град); разность температур по условию 80 град.) Q2 - кол-во теплоты, затраченное на испарение воды (равно произведению удельной теплоты парообразования на массу воды - которую по условию задачи надо найти) полезная работа 0,8*220*1,375*1200 = 290400 Дж Q1 = 0.5*4200*(100 - 20) = 168000 Дж Q2 = 290400 - 168000 = 122400 Дж, этот результат надо разделить на уд.теплоту парообразования воды и получим ответ задачи.
Количество теплоты, отдаваемое кипятильником: Q1=кпд*U^2*t/R = 0,8*220^2*20*60/160=290 400 Дж
Нагреваем воду до кипения: Q2=c*m*(t2-t1)=4200*0,5*(100-20)=168 000 Дж
Количество теплоты на испарение: Q3 = Q1-Q2=290400-168000= 122400 Дж
Испарилось m3=Q3/r = 122400/2260000=0,054 кг или 54 грамма воды выкипело.
Замечание: время из минут перевести в секунды; с=4200 Дж/(кг*град) - удельная теплоемкость воды; r= 2260000 Дж/кг - удельная теплота парообразования воды
Электрокипятильник со спиралью сопротивлением R=160 Ом поместили в сосуд, содержащий V=0,5 л воды при t1=20 °С, и включили в сеть напряжением U=220 В. Через t=20 мин=1200 c спираль выключили. Какое количество воды выкипело, если КПД спирали КПД=80%? M- ?
Лови своё решение:)
Удачки тебе)
найдем какое количество теплоты выделится при помещении электрокипятильника
Q = U²Δt/R * КПД = 0,8 * 220 * 220 * 1200/160 = 290 400 ДЖ
теперь для нагревания воды
Q1 = c*m*(100-t2) + m1*L
L - теплота парообразования
с - удельная теплоемкость
m = p*V = 0.5 кг
290 400 = 4200 * 0,5 * 80 + m1 * 2.3*10^(6)
m1 = 290 400 - 0.5*80*4200 / 2.3*10^(6) = 122400 / 2.3*10^(6) = 0.05 кг или
0,05 литра
Пусть t - время, за которое закипит вода. За это время кипятильник выделит количество теплоты Q1=U²*t/R, где U=220 В - напряжение сети, R=160 Ом - сопротивление спирали кипятильника. Вода же за это время получит количество теплоты Q2=Q1*η, где η=0,8 - КПД кипятильника. Но так как вода кипит при температуре 100°С, то Q2=c*m*(100°C-20°C), где c=4200 Дж/(кг*К) - удельная теплоёмкость воды, m=0,5 кг - масса воды. Отсюда следует уравнение 0,8*U²*t/R=c*m*80, решая которое, находим t=c*m*80*R/(0,8*U²)≈694 с. ответ: ≈694 с.
Решение к задаче по физике представлено в виде картинки и приложено к ответу
Решение к задаче представлено в виде картинки и приложено к ответу
сила тока I = U / R
полезная работа n*A = Q1 + Q2
где n - кпд (0,8 по условию задачи)
полная работа А = U*I*t U = 220 V, I = 220 / 160 = 1.375 a, t = 20 мин = 1200 сек
Q1 - кол-во теплоты, затраченное на нагревание воды до кипения (равно произведению массы воды на её теплоёмкость и на разность температур; масса воды равна произведению плотности на объём. 0,5 л воды имеет массу 0,5 кг; уд.теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг*град); разность температур по условию 80 град.)
Q2 - кол-во теплоты, затраченное на испарение воды (равно произведению удельной теплоты парообразования на массу воды - которую по условию задачи надо найти)
полезная работа 0,8*220*1,375*1200 = 290400 Дж
Q1 = 0.5*4200*(100 - 20) = 168000 Дж
Q2 = 290400 - 168000 = 122400 Дж, этот результат надо разделить на уд.теплоту парообразования воды и получим ответ задачи.
t=(cm(t2-t1)R)/U^2n=(4200*0,5*80*160)/48400*0,8=694 с
Q1=кпд*U^2*t/R = 0,8*220^2*20*60/160=290 400 Дж
Нагреваем воду до кипения:
Q2=c*m*(t2-t1)=4200*0,5*(100-20)=168 000 Дж
Количество теплоты на испарение:
Q3 = Q1-Q2=290400-168000= 122400 Дж
Испарилось m3=Q3/r = 122400/2260000=0,054 кг или 54 грамма воды выкипело.
Замечание: время из минут перевести в секунды;
с=4200 Дж/(кг*град) - удельная теплоемкость воды;
r= 2260000 Дж/кг - удельная теплота парообразования воды
КПД= Qп/Qз
Qз=U^2*t/R=220*220*1200/160=363000 Дж
0,8*Qз=с*m*Δt + L*M
M=(0,8*Qз-с*m*Δt)/L=(0.8*363000-4200*0,5*80)/2,3*10^6=272*10^-3 кг=272 г
ответ M=272 г
проверь вычисления